Điều gì nằm dưới trái tim băng giá của Sao Diêm Vương? Nghiên cứu mới chỉ ra rằng có thể có một đại dương mặn như Biển Chết dày hơn 100 km.
Các mô hình nhiệt của hoàng tử Sao Diêm và các bằng chứng kiến tạo được tìm thấy trên bề mặt cho thấy một đại dương có thể tồn tại, nhưng nó không dễ dàng suy ra kích thước của nó hoặc bất cứ điều gì khác về nó, theo ông Brandon Johnson từ Đại học Brown. Cấm chúng tôi đã có thể đặt một số hạn chế về độ dày của nó và có được một số manh mối về thành phần.
Nghiên cứu của Johnson và nhóm của ông đã tập trung vào Sao Diêm Vương, tim - một khu vực có tên gọi không chính thức là Sputnik Planum, được chụp bởi tàu vũ trụ New Horizons trong chuyến bay của Sao Diêm Vương vào tháng 7 năm 2015.
Điều tra viên chính của New Horizons Alan, Alan Stern, gọi Sputnik Planum, một trong những khám phá địa chất tuyệt vời nhất trong hơn 50 năm khám phá hành tinh, Hồi và nghiên cứu trước đây cho thấy khu vực này dường như liên tục được đổi mới bởi sự đối lưu băng hiện nay.
Trái tim là một lưu vực rộng 900 km - lớn hơn cả Texas và Oklahoma cộng lại - và ít nhất một nửa phía tây của nó dường như đã được hình thành do một tác động, có thể là do một vật thể ngang 200 km hoặc lớn hơn.
Johnson và các đồng nghiệp Timothy Bowling của Đại học Chicago và Alexander Trowbridge và Andrew Freed từ Đại học Purdue đã mô hình hóa động lực tác động tạo ra một miệng hố khổng lồ trên bề mặt Sao Diêm Vương và cũng nhìn vào động lực học giữa Sao Diêm Vương và mặt trăng Charon.
Cả hai được khóa chặt với nhau, có nghĩa là họ luôn hiển thị cùng một khuôn mặt khi họ xoay. Sputnik Planum nằm trực tiếp trên trục thủy triều nối liền hai thế giới. Vị trí đó cho thấy rằng lưu vực có cái mà lòng gọi là dị thường khối lượng dương - nó có khối lượng lớn hơn mức trung bình đối với lớp vỏ băng giá của Sao Diêm Vương. Khi trọng lực Charon, kéo theo Sao Diêm Vương, nó sẽ kéo theo tỷ lệ nhiều hơn trên các khu vực có khối lượng cao hơn, sẽ làm nghiêng hành tinh cho đến khi Sputnik Planum trở nên thẳng hàng với trục thủy triều.
Vì vậy, thay vì là một lỗ trên mặt đất, miệng núi lửa thực sự đã được lấp lại. Một phần của nó đã được lấp đầy bởi băng nitơ đối lưu. Mặc dù lớp băng đó thêm một số khối lượng vào lưu vực, nhưng nó không đủ dày để khiến Sputnik Planum có khối lượng dương.
Phần còn lại của khối lượng đó, Johnson nói, có thể được tạo ra bởi một chất lỏng ẩn dưới bề mặt.
Johnson và nhóm của ông đã giải thích nó như thế này:
Giống như một quả bóng bowling rơi trên tấm bạt lò xo, một tác động lớn tạo ra vết lõm trên bề mặt hành tinh, sau đó là một cú bật lại. Sự phục hồi đó kéo vật chất đi lên từ sâu trong nội địa hành tinh. Nếu vật liệu được nâng lên đó dày đặc hơn những gì đã bị phá hủy bởi tác động, thì miệng núi lửa sẽ có cùng khối lượng như trước khi va chạm xảy ra. Đây là một hiện tượng các nhà địa chất gọi là bồi thường đẳng hướng.
Nước đặc hơn nước đá. Vì vậy, nếu có một lớp nước lỏng bên dưới lớp băng Pluto, nó có thể đã hoạt động tốt sau tác động của Sputnik Planum, buổi tối ra khỏi khối miệng núi lửa. Nếu lưu vực bắt đầu với khối lượng trung tính, thì lớp nitơ lắng đọng sau đó sẽ đủ để tạo ra sự bất thường khối lượng dương.
Kịch bản này đòi hỏi một đại dương lỏng, giáo dục Johnson Johnson nói. Chúng tôi muốn chạy các mô hình máy tính về tác động để xem liệu đây có phải là điều sẽ thực sự xảy ra không. Những gì chúng tôi tìm thấy là việc tạo ra sự bất thường khối lượng dương thực sự khá nhạy cảm với độ dày của lớp đại dương. Nó cũng nhạy cảm với việc đại dương mặn như thế nào, vì hàm lượng muối ảnh hưởng đến mật độ của nước.
Các mô hình mô phỏng tác động của một vật thể đủ lớn để tạo ra một lưu vực có kích thước Sputnik Planum, chạm vào Sao Diêm Vương với tốc độ dự kiến cho phần đó trong hệ mặt trời. Mô phỏng giả định độ dày khác nhau của lớp nước bên dưới lớp vỏ, từ không có nước đến lớp dày 200 km.
Kịch bản Sputnik Planum Ngược được tái tạo tốt nhất theo chiều sâu kích thước, đồng thời tạo ra một miệng hố có khối lượng bù, là một trong đó Sao Diêm Vương có một lớp đại dương dày hơn 100 km, với độ mặn khoảng 30%.
Điều mà điều này nói với chúng ta là nếu Sputnik Planum thực sự là một khối dị thường tích cực tích cực thì nó xuất hiện như thể nó là - lớp đại dương dài ít nhất 100 km phải ở đó, ông Johnson Johnson nói. Tôi rất ngạc nhiên khi thấy bạn có cơ thể này ở ngoài hệ mặt trời mà vẫn có thể có nước lỏng.
Johnson, ông và các nhà nghiên cứu khác sẽ tiếp tục nghiên cứu dữ liệu được gửi lại bởi New Horizons để có được một bức tranh rõ ràng hơn về nội địa hấp dẫn và đại dương có thể.
Đọc thêm: Đại học Brown, Horions / APL mới
